50313

Дослідження цифрового комутаційного поля (SN) системи EWSD

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Мета роботи: Вивчити принципи побудови з’єднувальних шляхів в ЦКП системи EWSD. У процесі самопідготовки вивчити призначення апаратних засобів ЦСК EWSD. Ознайомитися з варіантами побудови КП ЦСК EWSD.

Украинкский

2014-01-20

402.5 KB

11 чел.

Лабораторна робота №4

Дослідження цифрового комутаційного поля (SN) системи EWSD

1. Мета роботи: Вивчити принципи побудови з’єднувальних шляхів в ЦКП системи EWSD.

2. Підготовка і порядок виконання лабораторної роботи

2.1 У процесі самопідготовки вивчити призначення апаратних засобів ЦСК EWSD.

2.2 Ознайомитися з варіантами побудови КП ЦСК EWSD.

2.3 Розглянути, яким чином здійснюється з'єднання через КП у системі EWSD.

2.4 Отримати навики побудови з’єднувальних шляхів у КП.

2.5 Виконати завдання відповідно з варіантом.

2.6 Оформити звіт у відповідності з розділом 6.

3. Ключові питання

3.1 Структура системи EWSD?

3.2 Який принцип управління застосовується в ЦСК EWSD?

3.3 Функції підсистем EWSD?

3.4 На яких ступенях будується КП системи EWSD? Параметри ступеней КП?

3.5 Варіанти побудови КП у системі EWSD?

3.6 Від чого залежить ємність КП в системі EWSD?

3.7 Яку структуру мають ступені ємності КП EWSD?

3.8 Які функції виконує КП?

4. Зміст роботи     

    ЦСК EWSD, яка розроблена фірмою Siemens, може використовуватися у різних мережних структурах, в якості вузла мережі різної ємності для комутації різних видів інформації та легко пристосовуватися для задоволення вимог, які змінюються.

    На місцевих телефонних мережах система EWSD використовується як місцевий комутаційний вузол, може функціонувати як транзитний вузол комутації, вузол міжмережної взаємодії (міжнародний). Крім того, система EWSD знаходить застосування в якості:

комутаційного центру рухомого зв’язку (MSC) у мережах рухомого зв’язку. EWSD забезпечує реалізацію всіх специфічних для мобільного зв’язку функцій, які необхідні для роботи мережі рухомого зв’язку;

пункту комутації послуг (SSP) в інтелектуальних мережах (IN);

автономного транзитного пункту сигналізації (STP).  

    Структура системи EWSD включає програмне забезпечення і апаратні засоби. Програмне забезпечення має модульну структуру. Один або декілька модулів об’єднуються у підсистеми програмного забезпечення. Операційна система EWSD складається з прикладних програм та програм користувачів. Прикладні програми наближені до апаратних засобів і є однаковими для всіх комутаційних станцій. Програми користувачів залежать від визначеного застосування станції на мережі і змінюються в залежності від конфігурації станції.

    Модульність і прозорість апаратних та програмних засобів забезпечують можливість адаптації EWSD до будь-якого середовища мережі, а гнучкість системи досягається за рахунок використання розподілених процесорів з функціями локального управління. Загальні функції управління реалізуються координаційним процесором.     

    Принцип розподіленого управління у системі забезпечує розмежування функцій між окремими її частинами з метою забезпечення рівномірного розподілу навантаження та мінімізації потоків інформації між окремими підсистемами.

    Продуктивність системи: кількість абонентських ліній (АЛ) – 250 000; кількість з’єднувальних ліній (ЗЛ) – 60 000. Управляючий пристрій ССS №7 – до 254 сигнальних каналів. Напруга живлення – 48В або 60В.

    Всі апаратні засоби вузла комутації типу EWSD розміщуються на стативах. Їх кількість залежить від ємності системи.

    Апаратні засоби підрозділяються на підсистеми. П’ять основних підсистем складають основу конфігурації EWSD. До них відносяться: цифровий абонентський модуль (DLU); лінійна група (LTG); комутаційне поле (SN); управляючий пристрій мережі сигналізації по загальному каналу (CCNC); координаційний процесор (СР).

    Кожна підсистема має один власний мікропроцесор.

    На рис.1 представлені основні підсистеми EWSD.

    Комутаційне поле (SN) є основною складовою частиною вузла мережі. Воно забезпечує проключення з’єднань між джерелами і необхідними адресатами, в ньому здійснюється комутація між абонентськими і з’єднувальними лініями у відповідності з вимогами абонентів по обробці викликів. SN станції EWSD здійснює проключення цифрової інформації через ступені часової (Т) та просторової (S) комутації. У СР постійно надходить інформація про стан зайнятості з’єднувальних шляхів комутаційного поля, і він визначає шлях для визначеного з’єднання. Координаційний процесор передає установочну інформацію до пристрою управління комутаційної групи (SGC) для проключення з’єднувальних шляхів через ступені Т та S. До координаційного процесора  СР підключаються:

Буфер повідомлень МВ – для координації внутрішнього обміну інформацією між СР, SN, LTG, CCNC в межах однієї станції. У новому буфері повідомлень D (MBD) реалізована функція обходу цифрових трактів у напрямку CCNC на базі технології АТМ.

Централізований генератор тактової частоти CCG – відповідає за синхронізацію вузла мережі, а при необхідності – самої мережі. CCG має дуже високу точність (10-9), можлива додаткова синхронізація від зовнішнього задаючого тактового генератора (10-11).

Рис.1 – Підсистеми EWSD  

Системна панель SYP – призначена для відображення внутрішньо- системних аварійних сигналів, повідомлень-рекомендацій та навантаження СР. Таким чином, SYP забезпечує неперервний огляд стану системи. На панель виводиться зовнішня аварійна сигналізація, наприклад, пожежа, вихід з ладу системи кондиціонування повітря та ін.

    Для організації контролю за всіма ступенями однієї зони обслуговування у центрі експлуатації та техобслуговування (ОМС) може встановлюватися центральна системна панель (CSYP). На неї виводяться як акустичні, так і візуальні аварійні сигнали і повідомлення-рекомендації, що надходять від усіх станцій.

Термінал експлуатації і техобслуговування ОМТ.

Зовнішня пам'ять ЕМ – використовується для зберігання наступної інформації: програм і даних, які не повинні постійно зберігатися у СР; всієї системи прикладних програм для автоматичного відновлення; даних з тарифікації телефонних розмов.

    ЕМ складається з двох накопичувачів на магнітних дисках MDD, також є накопичувач на магнітній стрічці MTD – для операції введення/виведення, для зберігання програм і даних та магнітно-оптичний накопичувач MOD.

    SN здійснює комутацію роздільних шляхів для двох напрямків передавання одного з’єднання (А→В, В→А), що відповідає проключенню чотирьохпроводного з’єднання в аналоговій мережі. Ці два шляхи, які зв’язані між собою, проходять через SN із «дзеркально симетричними» параметрами, як показано на рис.2. Крім цих з’єднань, SN встановлює напівпостійні з’єднання, які необхідні для обміну даними між різними блоками управління в EWSD.

    Комутаційне поле системи EWSD дублюється, є повнодоступним, будується за модульним принципом, має мале внутрішнє блокування і в залежності від кількості лінійних груп (LTG) може використовуватися на станціях всіх типів та ємностей.

    На часовій ступені Т 8-бітові кодові слова змінюють часові інтервали мультиплексованої лінії, а на просторовій ступені S кодові слова змінюють мультиплексовані лінії без зміни часового інтервалу. Параметри Т- та S-ступеней (4/4, 16/16, 8/15, 15/8 – рис.3) представляють собою визначену кількість мультиплексованих ліній зі швидкістю передавання 8 Мбіт/с, кожна з яких має по 128 каналів.

    Існують три варіанти комутаційного поля: SN, SNB, SND.

    Комутаційне поле SNB представляє собою компактний варіант SN. Функції, які виконуються функціональними блоками поля SNB, повністю відповідають функціям комутаційного поля SN. Але в SNB на кожний модуль приходиться велика кількість функціональних блоків.

Рис.2 – З’єднання через комутаційне поле SN

    

    Нове розроблене комутаційне поле SND дозволило підвищити у 4 рази значення параметрів, тобто на теперішній час система забезпечує обслуговування трафіку – 100 000 Ерл і можливість підключення 240 000 портів та 2016 портів LTG. SND має одноступінчасту структуру і забезпечує проключення з’єднань без блокувань, що дає необмежену можливість реалізації функцій nх64 Кбіт/с. Для встановлення з’єднань в SND використовуються волоконно-оптичні лінії. Нове КП підтримує інтерфейс з існуючими LTG. 

    

    Технічні дані комутаційного поля (SN) різної ємності представлені у табл.1.

Таблиця 1 - Технічні дані комутаційного поля (SN) різної ємності

Ємність SN

15 LTG

63 LTG

126 LTG

252 LTG

504 LTG

Кількість LTG

15

63

126

252

504

Структура

Ч-П-Ч

Ч-П-Ч

Ч-П-П-П-Ч

Ч-П-П-П-Ч

Ч-П-П-П-Ч

Пропускна

спроможність, Ерл

750

3150

6300

12600

25200

Кількість АЛ для ОПС

7500

30000

60000

120000

240000

Кількість АЛ для ОПТС

1800

7500

15000

30000

60000

    У максимальній конфігурації комутаційне поле підключає 504 лінійні групи і може обслуговувати навантаження 25200 Ерл. Швидкість передавання на всіх внутрішніх ущільнених лініях SN складає 8192 Кбіт/с. Кожній ущільненій лінії надається 128 часових інтервалів зі швидкістю передавання 64 Кбіт/с кожний (128х64=8192 Кбіт/с).

    Комутаційне поле EWSD дублюється і складається з двох площин (SN0 та SN1).

    Завдяки модульному принципу побудови комутаційне поле EWSD може комплектуватися частково в залежності від необхідності і поступово розширюватися.

    Ступені ємності комутаційного поля SN:504LTG, SN:252LTG та SN:126LTG мають наступну структуру:

одна ступінь часової комутації – вхідна (TSI);

три ступені просторової комутації (SSM);

одна ступінь часової комутації – вихідна (TSO).

    У станціях великої ємності кожна з двох сторін комутаційного поля підрозділяється на групи ступені часової комутації (TSG) та групи ступені просторової комутації (SSG).

    Станції середньої ємності мають комутаційне поле SN:63LTG із структурою Ч-П-Ч (рис.4):

одна ступінь часової комутації - вхідна (TSI);

одна ступінь просторової комутації (SS);

одна ступінь часової комутації - вихідна (TSO).

Рис.4- Ступені ємності комутаційного поля SN:63 LTG

    Ступені часової та просторової комутації (функціональні блоки) розміщуються в модулях. З’єднувальний шлях комутаційного поля з 504, 252 або з 126LTG складається з наступних типів модулів: модуль інтерфейсу між TSM та LTG (LIL), модуль ступені часової комутації (TSM), модуль інтерфейсу між TSG та SSG (LIS), модулі ступені просторової комутації 8/15 (SSM8/15) та 16/16 (SSM16/16).

    При встановленні з’єднання шляхом SN:63LTG модулі типу LIS та SSM8/15 не використовуються.   

    Прийомні частини LIL та LIS компенсують різницю часу розповсюдження сигналу через підключені ущільнені лінії, тобто вони здійснюють фазову синхронізацію вхідної інформації в ущільнених лініях. Причина виникнення різниці в часі розповсюдження сигналу полягає в тому, що станційні стативи встановлюються на відстані один від одного.

    Кількість TSM у комутаційному полі завжди дорівнює кількості LIL. Кожний модуль TSM складається з однієї вхідної ступені часової комутації TSI та однієї вихідної ступені часової комутації TSO, які обробляють вхідну або вихідну інформацію у КП. За допомогою ступеней часової комутації 8-бітові кодові слова (октети) можуть змінювати часовий інтервал та ущільнену лінію між входом та виходом. Октети на чотирьох вхідних ущільнених лініях циклічно записуються у пам'ять розмовних сигналів ступені TSI або TSO (4х128=512 різних часових інтервалів). Для послідовного запису октетів почергово використовуються області пам’яті розмовних сигналів 0 та 1 з періодичністю 125 мкс. Зраховування октетів здійснюється довільно у відповідності із з’єднаннями, які встановлюються. Записані октети зраховуються у будь-який з 512 часових інтервалів, а потім передаються по чотирьом вихідним ущільненим лініям. Модуль SSM8/15 складається з двох ступеней просторової комутації: одна ступінь 8/15 використовується для напрямку передавання LIS→SSM8/15→SSM16/16, а друга ступінь 15/8 – для напрямку передавання SSM16/16→ SSM8/15→ LIS. За допомогою ступені просторової комутації октети можуть змінювати ущільнені лінії між входом та виходом, але при цьому вони зберігаються в одному і тому ж часовому інтервалі. Ступені просторової комутації 16/16, 8/15 та 15/8 комутують прийняті октети синхронно з часовими інтервалами та періодами 125 мкс. При цьому октети, які надходять по вхідним ущільненим лініям, розподіляються «у просторі» до вихідних ущільнених ліній. У КП із структурою Ч-П-Ч модуль SSM16/16 комутує октети, які прийняті із ступеней TSI, безпосередньо із ступенями TSO.

    У КП SN:63LTG (рис.4) кожні ступені TSG, SSG обох площин мають власний керуючий пристрій, який складається з двох модулів: керуючого пристрою комутаційної групи SGC, модуля інтерфейсу між SGC та блоком буферу повідомлень (LIM).             

    SGC має мікропроцесор з відповідною пам’яттю та периферійними компонентами. Основні задачі SGC полягають в обробці команд СР (наприклад, встановлення та роз’єднання з’єднань), в генерації повідомлень та виконанні рутинних випробувань.  

     Програмно-апаратні засоби для комутаційного поля зберігаються постійно у пам’яті програм кожного SGC. У зв’язку з цим їх не потрібно завантажувати або ініціювати за допомогою координаційного процесору СР. До складу програмно-апаратних засобів входять: організуючі програми керування, програми обробки викликів, програми техобслуговування, програми введення в експлуатацію та забезпечення надійності.   

    Функції КП. Основними функціями комутаційного поля є: комутація шляху, комутація шляху передавання повідомлень, перемикання на резерв.

    Комутація шляху. КП здійснює комутацію окремих каналів та трансляційних з’єднань зі швидкістю передавання 64 Кбіт/с, а також багатоканальних з’єднань зі швидкістю nх64 Кбіт/с. Для кожного з’єднання, яке встановлюється по окремому каналу, необхідні два шляхи проключення (наприклад, від викликаючого абонента до викликаємого та від викликаємого абонента до викликаючого). Для встановлення багатоканальних з’єднань необхідно nх2 з’єднувальних шляхів. У випадку трансляційних з’єднань інформація передається з одного сигнального джерела до декількох сигнальних приймачів (зустрічний напрямок відсутній).

    Координаційний процесор СР здійснює пошук вільних шляхів на основі інформації про стан зайнятості з’єднувальних шляхів, яка зберігається в даний момент у пам’яті КП. Процедура вибору шляху завжди одна й та ж і не залежить від ємності ступені комутаційного поля. При пошуку шляху вибір обох з’єднувальних шляхів здійснюється з таким розрахунком, щоб вони комутувалися через одну і ту ж частину ступені просторової комутації. Після вибору шляху СР дає команду на проключення однакових з’єднувальних шляхів у двох сторонах комутаційного поля SN. Комутація з’єднувальних шляхів здійснюється керуючими пристроями (УУ) комутаційної групи SGC. При ступені ємністю 63 LTG у комутації з’єднувального шляху задіяний один SGC, але при ступенях ємністю 504, 252 або 126 LTG використовуються два або три УУ. Це залежить від того, з’єднуються абоненти з однією ж і тою ж групою модуля часової комутації TSM або ні. Всі установочні команди, які необхідні для проключення з’єднання, задаються кожному задіяному SGC процесором СР. SGC приймає установочну команду з СР через блоки буферу повідомлень MBU, вторинний цифровий потік SDC та відповідний модуль інтерфейсу LIM. обмін командами та повідомленнями між SGC та СР здійснюється через LIM.

    Комутація шляху передавання повідомлень. Крім з’єднань, які задаються абонентами шляхом введення інформації про набір номеру, комутаційне поле комутує з’єднання між лінійними групами та координаційним процесором СР. Ці з’єднання використовуються для обміну управляючою інформацією. Один раз встановлені, вони потім завжди є у розпорядженні, тому такі з’єднання називаються напівпостійними комутуємими з’єднаннями. За допомогою цих з’єднань здійснюється обмін повідомленнями між лінійними групами без витрат ресурсів блоку обробки координаційного процесора. Таким чином, для обміну повідомленнями всередині станції не потрібна окрема мережа ліній. Некомутуємі (nailed-up) з’єднання та з’єднання для сигналізації по загальному каналу встановлюються також за принципом напівпостійних з’єднань.

    Перемикання на резерв. Всі з’єднувальні шляхи дубльовані, тобто вони комутуються через SN0 та SN1. Завдяки цьому забезпечується обхідний шлях для кожного з’єднання у випадку виникнення несправностей.

    Якщо несправність виникає у комутаційному полі, СР ініціалізує необхідні заходи з перемикання на резерв і видає відповідні повідомлення. Перемикання на резерв не перериває встановлені з’єднання. Завдяки принципу дублювання всі експлуатаційні заходи (наприклад, введення нових або заміна несправних модулів) здійснюються без будь-яких ускладнень, не перериваючи процедуру обробки нових викликів.    

 

5. Завдання на лабораторну роботу

5.1 Побудувати КП для станції типу EWSD середньої ємності.

5.2 Організувати з'єднувальний тракт у КП.

6. Зміст звіту

6.1 Відповіді на запитання.

6.2 Технічні дані КП систем EWSD різної ємності.

6.2 Схема технічної реалізації ЦКП типу «Ч-П-Ч».

6.3 З'єднувальний шлях у трьохланковому КП.

Література

  1.  И.Ф. Болгов и др. Электронно-цифровые системы коммутаций, 1985, с.142.
  2.  Мірталібов А.Я., Мірталібов Ф.А. «Системи комутації в електрозв’язку». Навчальний посібник. Частина ІІ. Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій. Київ – 2003р. - 255с.
  3.  Кривуца В.Г., Булгач В.Л., Мірталібов А.Я., Мірталібов Ф.А. «Цифрові системи комутації електрозв’язку». Монографія. Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій. – К.: 2006. – 394с.
  4.  Цифровые системы коммутации для ГТС/под ред. В.Г. Карташевского и А.В. Рослякова. – М.: Эко-Трендз, 2008. – 352с.: ил.
  5.  Максимов В.В. «Цифровая электронная коммутационная система EWSD». Краткое описание, расчет загрузок и оборудования: Учеб. пособие для вузов. – К.: КИС УГАС им. А.С. Попова, 1998. – 116с., ил.
  6.  Цифровая станция EWSD: Учебное пособие по курсу «Системы коммутации» для студ. спец. «Сети телеккомуникаций», «Многоканальные системы телекоммуникаций», дневной и заочной форм обучения/М.И. Чаклова. – Мн.: БГУИР, 2003. – 48с.: ил.